狭義の補強土工法とされるパイルネット工法は，北海道開発局により石狩川の「激甚災害対策特別緊急事業」（激特事業）により昭和51年から泥炭地盤の嵩上げ堤防のために開発されたものである。この工法の特徴は，施工管理が容易で，沈下抑制，側方流動防止，急速施工が可能及び経済性の観点から既に100例程の施工実績をもち，効果が実証されている。九州においても有明海の沿岸に分布する有明粘土地盤上で六角川の芦原，久津具，二俣の3地区で築堤の基礎工法として採用し，各種動態観測が行なわれており，その結果からも施工効果が十分に認められている。このようにパイルネット工法の施工効果は十分に認められるもののその効果が発揮される支持機構が明らかになっていないのが現状である。

ところで，この工法の設計理論は，現在のところ群杭間隔に配置した杭群を一つのブロック基礎とみなし，群杭理論により支持力を求めている。

本報告は，パイルネットの合理的な設計手法のみなおしに関する種々の室内モデル実験を行なった結果から新しい設計方法の考え方について述べるものである。また，これまで実施されている現場施工例の施工状況及び動態観測結果についても報告する。

パイルネット工法とは，土工定規図に示すように軟弱地盤上に打設した既製杭（木，コンクリート，鋼など）の頭部を鉄筋，土木用ネット，金網等で連結し，その上にサンドマット，土木用シートなどを敷設して盛土を行なうものである。

このため盛土荷重は，直接地盤上に作用せず土木シートや鉄筋のハンモック効果と杭の支持力により鉛直方向の荷重を相対的に強度が高い地中深部へ伝達させるため，側方流動，沈下抑制に対して効果が発揮されることが予想される。

現在パイルネット工法が施工され、動態観測が行なわれている芦原，久津具，二俣地区の土質特性は，概ね次のようである。

有明粘土の土質工学的特徴は，これまで数多くの調査・試験から次のようにまとめられる。

④　有明粘土中には，モンモリロナイトという膨潤性の粘土鉱物を比較的多量に含むため，掘削に伴う土被り応力の解放により強度低下は無視出来ない。平均で20%程度強度低下するといわれている。有明粘土の一般的な特性値は，表ー1のとおりである。

パイルネットの当該地区での施工は，①杭の加工（皮むき，先端加工，防腐剤塗布），②杭の打設（地盤が軟弱な為二本子によるモンケン打，杭径は末口径20cmが多い），③杭頭を鉄筋で連結（所要鉄筋径でたわみ角30°になるように折り曲げ溶接する。通常，鉄筋はφ13～16が多い），④サンドマットを敷設（サンドマット沈下による空洞化が生じないように流動性の高い砂を使用し，層厚はトラフィカビリティの確保からコーン支持力をもとに50～100cmでの施工例が多い），⑤土木用安定シート（引張強さ20kgf／cm²以上のものを使用）の順序で行なわれている。

施工性については，概ね次のようである。

パイルネット工法の有明粘土への適用は，次の３とおりの目的で昭和56年から行なわれたものである。

これら3つの事例を以下に紹介する。

当地区の施工は，杭長（D_ｆ）を９，７，５mにした試験施工例であり，杭長の変化と施工効果の違いをみたものである。

施工は，軟弱層厚16.5mに対して施工されたものであるが，動態観測結果によれば，結果は次のようである。

国鉄の軌道に近接するため側方変位の防止を目的とした施工例であり，結果は次のとおりである。

短い杭長（D_ｆ=５m）とし，Bierbaumerの群杭間隔値

より求めたℓ＝1.1mとそれより拡げた杭間隔ℓ＝1.5mを比較施工した事例であり，結果は次のとおりである。

以上３地区の動態観測結果に基づいて結果を述べたが，要約すれば大略次のように考えることができる。

以上，述べてきたようにパイルネット工法は，沈下抑制，側方流動防止，すべり破壊防止の点で十分な施工効果が認められている。しかしながらその効果も特に支持力を発揮する機構や，パイルネット全体が一体構造としてとらえられるための条件等が解明されていない。このため，これらの問題点を室内モデル実験により明らかにし，合理的な設計手法について検討したので以下に述べる。

現行設計法は，Bierbaumerが理論的に求めた群杭間隔

に杭を配置し，群杭全体を1つのブロックとみなした上で，表ー3に示すTerzaghiの群杭公式から支持力を求めようとするものである。

また，表ー3に示す支持力公式をパイルネットに適用する場合の問題点としては，次のようなことがあげられる。

また，（1）式の特性を杭間隔，杭長（杭の根入れ長）の観点から表現すると図ー６のようになる。この図からパイルネット工法において群杭間隔に配置した時に求められる群杭の極限支持力と単杭公式から求めた構造物全体の支持力とを比較すると，群杭公式により求めた極限支持力が単杭の極限支持力より常に小さな支持力値を与えるとは限らない。すなわち，これらの大小関係は，杭間隔，杭の根入れ長，杭本数により変わることがわかる。

パイルネット工法の支持機構を明らかにする目的で有明粘土を用いた室内土槽実験を行なったものである。

実験土槽は，2,200×1,300×600mmでアクリル板により製作した平面2次元モデル土槽である。

①　モデル地盤……有明粘土を使用し，物性値を表ー３に示す。

②　シート材：和紙

　　　　　　　引張り強さ0.027～0.033kgｆ／cm²

③　杭　　材：丸棒径8mm

　　　　　　　弾性係数190,000～20,000kgf／cm²

④　鉄筋材　：はりがね（#28　φ0.3mm）

相似則は，現象に関係する物理量から，寸法比（λ）＝実物の寸法／模型の寸法，密度比（ρ）＝実物の密度／模型の密度として表ー４のようにした。

パイルネット工法の支持力公式の適用上の問題及び支持機構を明らかにするために，自立群杭及びネット付き自立群杭による支持特性を調べる実験を行った。

その結果，群杭及びネット付群杭の支持特性に関して次の点が明らかになった（図ー８参照）。

①破壊形式

自立群杭形式の基礎では，杭径（d）の2～4倍以下では杭と杭周内の土が一体となって沈下・破壊するブロック破壊を呈する。それ以上の杭間隔では，すべての杭が貫入する貫入破壊を呈する。また，パイルネットに相当するネット付自立群杭でも同様な傾向がみられた。さらに，ブロック破壊から貫入破壊への移行点は，杭間隔のほかに杭長によっても変化すると考えられる。

②群杭効率（E）

群杭効率とは，群杭１本あたりの支持力を単杭の支持力で除したものであり，杭間隔が狭くなると群杭効果（杭相互の応力干渉による支持力低下及び沈下の増大）により支持力が低下する。この群杭効率の変化は杭群のようなものでは効率が1以上になることはなく，パイルネットのような杭頭を連結したものでは杭長／杭間隔（Ｄ_f／ℓ）と効率（E）の間に一義的な関係が見出せる（図ー8参照）。したがって，パイルネットのような杭群は，杭の支持力の他に地盤の支持力が加えられることを示唆している。

③杭頭と地盤の応力分担

パイルネットの構造は，先に述べたように杭頭部を鉄筋により連結しているため鉄筋のハンモック効果により荷重の一部が杭へ伝達されることになる。この時の杭頭と地盤の応力との比を調べてみると，図ー９に示す如く杭長／杭間隔（Ｄ_f／ℓ）との間に比例関係が成立することがわかる。すなわち，通常用いられている杭長，杭間隔の場合杭周辺の地盤応力は，1／10～1／20程度と考えられる。

以上，述べてきたとおりパイルネットの支持力特性は，杭長／杭間隔（Ｄ_f／ℓ）により説明でき，杭頭部を鉄筋で連結させることにより，大きな支持力が得られる。

パイルネットの設計のこれまでの考え方は，図ー10に示すようなフローである。

この手法の中で不明確ながら用いられている手法に対して，これまで行ってきたモデル実験あるいは動態観測結果から定性的な傾向をもとに新しい設計の考え方について次のように考えられる。

①　杭間隔と杭長

従来の杭間隔の考え方は，杭相互間の応力干渉が生じないような間隔として理論的に導かれたBierbaumerの式

によっているが，任意の杭間隔，杭長，杭本数によっては群杭公式による支持力値は，過大・過少を与えることがあるため，支持力特性の実際の現象を説明できるパラメーター（Ｄ_f／ℓ）により，杭配置設計計画を考えるのがよい。

現状では効率がよい間隔とは，Ｄ_f／ℓが４～９の間と考えている。Ｄ_f／ℓが小さくなることは，杭長が一定の場合杭間隔が拡がることであり，その場合，構造物が一体として変形をするかが問題となる。

したがって，杭長を仮定すれば，杭間隔は決ってくることになる。

②　支持力のとらえ方

現在までの支持力の考え方は，パイルネットの杭群全体を1つのブロックとみなしたものであるが，通常用いられている杭間隔と杭径の比（５～７）では，杭間の土は，杭と一体となって挙動するのではないことが実験^９）で確かめ^10）られている。

また，杭長（Ｄ_f）と杭径（Ｄ）の比はＤ_f/D≫１であり，パイルネット全体でのいわゆる浅基礎の全般せん断的な塑性平衡状態は起こらないと考えられ，パイルネットの杭群は，それぞれ独立した単杭の集合として取扱うことが妥当であり，塑性的釣合い条件は深い基礎としてとらえるのがよいと考える。

したがって，パイルネットの支持力は，

ここで地盤反力の大きさは図ー11に示すようにＤ_f／ℓとの関係により求めることができよう。これまでの実験によれば地盤反力は，Ｄ_f／ℓ=５～７の範囲では杭の支持力の10～60％と考えられる。

③　圧密沈下量

パイルネット工法により生ずる沈下量の計算手法は，群杭の沈下として半無限弾性体に作用する応力解の重ね合わせを考えて求めるものや杭長の下から1／3のところに作用するとして一次元圧密理論により求める方法，FEM解析によるものがあげられる。それぞれの方法には一長一短があるが，比較的簡便で精度が実用上認められるものとして図ー12に示すようなTerzaghiの一次元圧密計算による簡便法がある。

④　鉄筋の役割

これまで述べてきたようにパイルネットのような杭頭を鉄筋で連続させた構造体では杭の支持力に加えて地盤の反力が付加されることが明らかとなっている。

鉄筋の役割は，ハンモック効果により杭間の荷重を杭へ伝達させるとともに構造物全体を一体化させることによる応力の再配分機能を有していると考えられる。

一方，鉄筋に作用する応力^11）は，実測結果から鉄筋の許容応力の1／3～1／6であるため，今後，配置形状やポリマーグリッドのような新しい素材等の適用も考えていくことが望まれる。

軟弱地盤対策における沈下防止，側方流動防止，急速施工が可能等の特徴を持つパイルネット工法は，その支持機構が不明なままこれまで数多くの実施例が見られる。

設計手法の問題は，これまで色々の形で指摘されているが，大きな点は，群杭効果と群杭間隔の関係が明らかでなかったため現行の設計上で，特に群杭間隔

に配置した場合，支持力算定に対して過大，過小設計を生ずることであった。また，杭長（Ｄ_f）と杭径（d）の比が非常に大きく，破懐の形式が浅い基礎のような全般せん断破壊ではなく，杭がそれぞれ貫入していく貫入破壊を呈することからTerzaghiの式を適応しにくいなどの問題があげられる。

これらの問題は，実際の地盤特性（異方性，不均質性等）の中でマクロ的に支持特性を明らかにすることが原則ではあるが，現場実験は，用地，時間，費用などの点で困難であり，支持特性の影響因子を抽出した室内モデル実験（要素試験）により定性的な傾向を把握することになるが，これはあくまで簡便的な方法として考えておくべきである。したがって，今回の支持力の考え方は，支持特性の現象を合理的に説明できる合理式としての性格を有しており，杭の支持力と地盤反力の考え方や比率は，今後の現場計測を含めた施工事例により実務上取扱いやすい方向で検討を進めていくつもりである。

最後に本論文をまとめるにあたり，終始御指導いただいた長崎大学伊勢田教授，建設省土木研究所土質研究室久楽室長，武雄工事事務所長，九州技術事務所長ならびに資料の提供や御協力いただいた各事務所及び応用地質㈱の担当者各位に深甚の謝意を表する次第である。